Ein möglicher Supernova-Vorläufer in der Andromeda
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Quantitative Spektroskopie des Überriesen Deneb Florian Schiller Betreut durch Norbert Przybilla 14.02.2017 Bis zum Mittagessen: 1. Motivation und Ziel 2. Astrophysikalischer Kontext 3. Analyse 4. Zusammenfassung 5. Mittagessen Quantitative Spektroskopie von Deneb: 1. Motivation und Ziel 1. Motivation and Ziel BA-Überriesen: Entwicklung massereicher Sterne Chemische Entwicklung von Galaxien Visuell hellste Sterne Prototyp: Deneb Bereits häufig analysiert Aber: immer noch viele Probleme! Neue präzise und konsistente Analyse! - Effektivtemperatur, Schwerebeschleunigung, Häufigkeiten chem. Elemente, Masse, Radius, ... 3/11 (Bresolin et al. 2001) Vergleich theoretischer und beobachteter Spektren Quantitative Spektroskopie von Deneb: 1. Motivation und Ziel Deneb 4/11 Quantitative Spektroskopie von Deneb: 2. Astrophysikalischer Kontext Das wichtigste Diagramm der stellaren Astrophysik: HertzsprungRussellDiagramm (HRD) 5/11 2. Astrophysikalischer Kontext Quantitative Spektroskopie von Deneb: 2. Astrophysikalischer Kontext Theorie der Sternatmosphären LTE vs NLTE • Local Thermodynamic Equilibrium: kleine, isolierte Volumenelemente in thermodynamischem Gleichgewicht (Boltzmann-, Saha- and MaxwellGleichungen) LTE Outer rim T, r Nur lokale Prozesse 6/11 Mg II • Störung: Photonen Niedrige Dichten und hohe Temperaturen NLTE: statistisches Gleichgewicht dni 0 dt NLTE Outer rim g T, r Auch nicht-lokale Prozesse g g (ne, In) Quantitative Spektroskopie von Deneb: 2. Astrophysikalischer Kontext Spektralanalyse Beobachtete Spektren Reduzierte Spektren Sternparameter, chem. Häufigkeiten Vergleich Synthetische Spektren Theorie: LTE/NLTE, Hydrostatisch/hydrodynamisch 7/11 Modellatmosphäre mit Startparametern Atomdaten: Niveaus, Querschnitte,... Quantitative Spektroskopie von Deneb: 3. Analyse Sternparameter und Häufigkeiten R = 192 ± 16 RSun d = 2480 ± 205 ly Teff = 8525 ± 75 K log g = 1.10 ± 0.05 dex L = (1.77 ± 0.29)· 105 LSun M = 17 ± 3 MSun [El/H] = log(x/H) ─ SOLAR LTE NLTE CNO-Zyklus! H He CNO 8/11 Quantitative Spektroskopie von Deneb: 3. Analyse Entwicklungsstatus N/C = 4.64 → Mischung Zwei Möglichkeiten - dredge up als roter Überriese - Entwicklung zum blauen Überriesen - MZAMS ≈ 17 MSUN - MNOW ≈ 10 MSUN 9/11 - Mischung durch Rotation induziert - Entwicklung zum roten Überriese - MZAMS ≈ 22 MSUN - MNOW ≈ 17 MSUN M ≈ 17 MSUN Theoretische Profile von Maeder & Meynet 2003 Quantitative Spektroskopie von Deneb: 4. Zusammenfassung 4. Zusammenfassung • Deneb begann als Hauptreihenstern mit 22MS und ist nun ein Blauer Überriese auf dem Weg zum Stadium des Roten Überriesen • Sternparameter und chemische Häufigkeiten konnten erstmals auf selbstkonsistente Weise bestimmt werden – Hohes N/C-Verhältnis (CNO-Zyklus) – NLTE-Häufigkeiten etwa 60% so hoch wie in der Sonne • NLTE liefert bessere Ergebnisse als LTE (statistische und systematische Fehler, Selbstkonsistenz) • Zum ersten Mal konnte eine konsistente Analyse erreicht werden 10/11 Deneb wird verstanden! Quantitative Spektroskopie von Deneb: Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Mahlzeit! 11/11
